package com.kk.datastructure.sort;

import java.util.Arrays;
import java.util.Date;


/**
 * title: 希尔排序
 * @author 阿K
 * 2020年12月10日 下午11:25:31 
 */
public class ShellSort {

	public static void main(String[] args) {
//		int[] arr = { 8, 9, 1, 7, 2, 3, 5, 4, 6, 0 };
//		shellSort3(arr);
//		System.out.println(Arrays.toString(arr));

		// 创建80000个的随机的数组
		int[] arr = new int[8000000];
		for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
			arr[i] = (int) (Math.random() * 800000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
		}
		//new ShellSort(arr, "2");
		new ShellSort(arr, "3");
	}

	public ShellSort(int[] arr, String zhiling) {
		long time = new Date().getTime();
		if ("2".equals(zhiling)) {
			shellSort2(arr);
			long time2 = new Date().getTime();
			System.out.println("希尔排序（交换法运行）：" + (time2 - time) + "毫秒");
		} else {
			shellSort3(arr);
			long time2 = new Date().getTime();
			System.out.println("希尔排序（移位法运行）：" + (time2 - time) + "毫秒");
		}

	}

	// 希尔排序 api
	public static void shellSort(int[] arr) {

		int temp = 0;// 辅助变量

		// 希尔排序的第1轮排序
		// 因为第1轮排序，是将10个数据分成了 5组
		// [3, 5, 1, 6, 0, 8, 9, 4, 7, 2]
		for (int i = 5; i < arr.length; i++) {
			// 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素), 步长5
			for (int j = i - 5; j >= 0; j -= 5) {
				// 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
				if (arr[j] > arr[j + 5]) {
					temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j + 5];
					arr[j + 5] = temp;
				}
			}
		}

		// 希尔排序的第2轮排序
		// 因为第2轮排序，是将10个数据分成了 2组
		// [0, 2, 1, 4, 3, 5, 7, 6, 9, 8]
		for (int i = 2; i < arr.length; i++) {
			// 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素), 步长5
			for (int j = i - 2; j >= 0; j -= 2) {
				// 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
				if (arr[j] > arr[j + 2]) {
					temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j + 2];
					arr[j + 2] = temp;
				}
			}
		}

		// 希尔排序的第3轮排序
		// 因为第3轮排序，是将10个数据分成了 2/2= 1 组
		// [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
		for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
			// 遍历各组中所有的元素(共5组，每组有2个元素), 步长5
			for (int j = i - 1; j >= 0; j -= 1) {
				// 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
				if (arr[j] > arr[j + 1]) {
					temp = arr[j];
					arr[j] = arr[j + 1];
					arr[j + 1] = temp;
				}
			}
		}
	}

	// 希尔排序 api 交换法
	public static void shellSort2(int[] arr) {
		int temp = 0;// 辅助变量

		// 根据前面的逐步分析，使用循环处理
		// gap 控制组数
		for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
			for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
				// 遍历各组中所有的元素(共gap组，每组有 (arr.length/gap) 个元素), 步长gap
				for (int j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {
					// 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换
					if (arr[j] > arr[j + gap]) {
						temp = arr[j];
						arr[j] = arr[j + gap];
						arr[j + gap] = temp;
					}
				}
			}
		}
	}

	// 希尔排序 api 移位法
	public static void shellSort3(int[] arr) {

		// 增量gap, 并逐步的缩小增量
		for (int gap = arr.length / 2; gap > 0; gap /= 2) {
			// 从第gap个元素，逐个对其所在的组进行直接插入排序
			for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
				int j = i;// 保存待插入的索引
				int temp = arr[j];// 记录待插入的值
				if (arr[j] < arr[j - gap]) {// 记住 gap是步长值
					while (j - gap >= 0 && temp < arr[j - gap]) {
						// 找到了适当位置，插入（移动）
						arr[j] = arr[j - gap];
						j -= gap;
					}
					// 当退出while后，就给temp找到插入的位置
					arr[j] = temp;
				}
			}
		}
	}
}
